2.1. Pengecoran Cetakan Pasir
Prinsip dasar proses pengecoran logam adalah meleburkan logam hingga mencair kemudian memasukkan cairan logam tersebut ke dalam rongga cetakan.
Oleh karena sifatnya, cairan logam akan menyesuaikan dengan bentuk rongga cetakan sehingga didapatkan bentuk yang sesuai dengan cetakan setelah cairan logam tersebut membeku. Rongga cetakan adalah rongga yang menyerupai bentuk benda kerja yang akan dituang. Berdasarkan sifat cairan yang mengisi ke segala ruang, proses pengecoran memiliki kemampuan untuk memproduksi bentuk yang rumit ataupun produk yang berongga.
Proses pengecoran berdasarkan cara logam cair masuk ke dalam rongga cetakan dibagi menjadi dua jenis, yaitu: pengecoran gravitasi (gravity casting) dan Pengecoran bertekanan (pressure casting)
Pengecoran gravitasi (gravity casting) adalah pengecoran dimana logam cair yang dituangkan ke dalam saluran masuk secara gravitasi, sehingga karena tekanan gravitasi cairan logam tersebut mengisi ke seluruh ruang dalam rongga cetakan. Pengecoran bertekanan (pressure casting) adalah pengecoran dimana logam cair yang dituangkan ke dalam saluran masuk dengan bantuan tekanan dari luar.
Pengecoran cetakan pasir merupakan satu dari sekian banyak metode proses pengecoran yang menganut sistem gravitasi. Pengecoran ini menggunakan bahan cetakan yang terbuat dari pasir, sehingga cetakannya hanya dapat digunakan sekali saja. Pengecoran ini termasuk pengecoran cetakan sekali pakai (expendable mold casting). Pengecoran cetakan pasir dapat digunakan untuk membuat benda yang rumit atau benda yang berukuran besar. Logam yang dapat digunakan pada pengecoran ini adalah besi, baja, tembaga, perunggu, kuningan, aluminium, ataupun logam paduan.
Tabel 2.1 Temperatur Penuangan Logam
Jenis Logam Temperatur Tuang (ºC) Aluminium
Tembaga Kuningan Besi Cor Baja Cor
650-750 1100-1250
950-1100 1250-1450 1500-1550
Sumber: Tata Surdia, Teknik Pengecoran Logam (Cetakan 8), 1991, p. 109
2.1.1. Membuat Produk Cor
Untuk membuat coran diperlukan proses-proses seperti : pencairan logam, membuat cetakan, menuang, membongkar dan membersihkan coran. Langkah- langkah pengecoran dapat dilihat pada Gambar 2.1. Cetakan biasanya dibuat dengan jalan memadatkan pasir.
Pasir Rangka Cetak
Gambar 2.1. Aliran Proses Pada Pembuatan Coran, Sumber: Tata Surdia, Teknik Pengecoran Logam (Cetakan 8), 1991, p. 3
Bahan Baku Tungku Ladel
Penuangan Mesin
Pembuat Cetakan Sistim
Pengolahan Pasir
Pembongkaran
Pembersihan
Pemeriksaan
Setelah penuangan, coran dikeluarkan dari cetakan dan dibersihkan bagian-bagian yang tidak perlu dibersihkan dari coran. Kemudian dilakukan pemeriksaan dengan penglihatan terhadap rupa, kerusakan dan akhirnya dilakukan pemeriksaan dimensi.
2.1.2. Menetapkan Cope, Drag dan Permukaan Pisah
Penentuan cope, drag dan permukaan pisah (Gambar 2.2) adalah hal yang paling penting untuk mendapatkan coran yang baik. Pada umumnya harus memenuhi ketentuan-ketentuan dibawah ini:
1. Pola harus lebih mudah dikeluarkan dari cetakan. Permukaan pisah lebih baik satu bidang.
2. Penempatan inti harus mudah. Tempat inti dalam cetakan utama harus ditentukan secara teliti.
3. Sistem saluran harus dibuat sempurna untuk mendapatkan aliran logam cair yang optimum.
4. Terlalu banyak permukaan pisah akan mengambil banyak waktu dalam proses pembuatan cetakan yang menyebabkan tonjolan-tonjolan sehingga permukaan pola menjadi lebih mahal. Penghematan jumlah permukaan pisah itu harus dipertimbangkan.
2.1.3. Pasir Cetak
Pasir cetak yang paling lazim digunakan adalah pasir gunung, pasir pantai, pasir sungai, dan pasir silika yang disediakan alam. Pasir gunung mengandung lempung dan kebanyakan dapat digunakan setelah dicampur dengan air. Pasir pantai, pasir sungai, dan pasir silika alam maupun pasir silika buatan tidak dapat melekat dengan sendirinya. Oleh karena itu, dibutuhkan pengikat untuk mengikat butir-butirnya satu sama lain dan baru digunakan setalah dicampur.
Pasir cetak yang digunakan sebagai bahan dasar dari cetakan pasir harus mempunyai sifat-sifat tertentu yang memenuhi beberapa persyaratan supaya dapat digunakan sebagai bahan cetakan untuk proses pengecoran. Hal ini diperlukan karena sangat berpengaruh terhadap kualitas dari produk cor yang dihasilkan.
Beberapa persyaratan yang harus dipenuhi oleh pasir cetak sebagai bahan dasar dari cetakan pasir adalah (Surdia, 1991, p. 109):
1. Mempunyai kekuatan ikat dan sifat mampu bentuk yang baik.
Pasir cetak yang digunakan harus mempunyai sifat mampu bentuk sehingga memudahkan dalam proses pembuatan cetakan dengan kekuatan yang tepat.
Cetakan yang dihasilkan harus kuat sehingga tidak mudah rusak dan hancur karena dipindah-pindah serta harus mampu menahan logam cair sewaktu dilakukan penuangan kedalam rongga cetakan. Karena itu kekuatannya pada temperatur kamar dan kekuatan panasnya sangat diperlukan.
2. Mempunayai sifat permeabilitas yang baik.
Sifat permeabilitas yang baik digunakan karena dikuatirkan bahwa hasil coran mempunyai cacat seperti rongga penyusutan, gelombang gas atau kekasaran permukaan, kecuali jika udara atau gas yang terjadi dalam cetakan waktu penuangan disalurkan keluar melalui rongga-rongga diantara butir-butir pasir.
3. Distribusi besar butir yang baik.
Permukaan coran akan halus kalau coran dibuat dalam cetakan yang berbutir halus. Tetapi kalau butir pasir terlalu halus, gas yang timbul dalam rongga cetakan akan sulit keluar dan menimbulkan cacat. Oleh karena itu distribusi besar butir harus tepat mengingat dua syarat diatas.
4. Tahan terhadap temperatur logam.
Butir pasir dan pengikat yang digunakan harus mempunyai derajat tahan api tertentu terhadap temperatur tinggi, kalau logam cair dengan temperatur tinggi ini dituang kedalam rongga cetakan.
5. Komposisi yang tepat.
Butir pasir bersentuhan dengan logam yang dituang mengalami peristiwa kimia dan fisika karena logam cair mempunyai temperatur yang tinggi bahan- bahan aditif yang tercampur, yang mungkin menghasilkan gas atau larut dalam logam adalah bahan-bahan yang tidak dikehendaki.
6. Mampu dipakai lagi.
Pasir cetak dari hasil pembongkaran cetakan harus dapat dipakai berulang kali supaya lebih ekonomis.
2.2. Besi Tuang
Besi tuang pada dasarnya adalah paduan antara besi dan karbon, dengan kadar karbon yang lebih tinggi, biasanya 2,5 % – 4,0 %. Besi tuang dapat dikelompokkan menjadi empat bagian (Jain, P.L, 1986, p. 179):
o Besi tuang putih (white cast iron)
Besi tuang ini jarang dipergunakan karena sangat keras, getas dan sulit di- machining. Biasanya besi tuang ini digunakan untuk bahan dasar pembuatan besi tuang mampu tempa.
o Besi tuang mampu tempa (malleable cast iron)
Besi tuang ini memiliki keuletan yang cukup tinggi. Besi tuang ini dibuat dengan memanaskan kembali besi tuang putih pada temperatur yang cukup tinggi selama beberapa waktu.
o Besi tuang kelabu (gray cast iron)
Besi tuang ini kekuatan tariknya tidak begitu tinggi dan keuletannya juga rendah sekali sehingga tidak dapat dibentuk dengan cara selain penuangan dan machining.
o Besi tuang nodular (nodular cast iron)
Besi tuang ini memiliki keuletan dan ketangguhan yang lebih tinggi dari besi tuang kelabu biasa. Besi tuang nodular makin banyak menggantikan besi tuang kelabu.
2.3. Tembaga
Tembaga (copper) adalah salah satu logam nonferrous yang paling banyak digunakan dalam industri-industri sekarang ini, termasuk juga dalam industri pengecoran yang ada sekarang ini.
Paduan tembaga paling banyak digunakan didalam dunia industri karena tembaga mempunyai koduktivitas listrik dan panas yang sangat baik pula. Paduan tembaga biasanya digunakan untuk penghantar listrik (kabel), hidraulik, kulkas, radiator, valve (katub), dalam perkapalan, dalam lingkungan yang korosif, bearing dan lain-lain.
Jumlah unsur paduan yang terdapat didalam tembaga itu tergantung dari produksinya. Semua unsur-unsur paduan dan khususnya dalam larutan padat (seperti: Al, Fe, P, N, Sn, Zn, Ag, Cd, dll), itu semua akan mengurangi konduktivitas listrik dan panasnya. Akan tetapi hal itu akan meningkatkan kekerasan dan keuletannya.
Tembaga murni (pure copper) umumnya mempunyai komposisi dengan unsur tembaga (Cu) sebesar 99,8%, sedangkan jika paduan tembaga dengan unsur tembaga kurang dari 99,8%, maka paduan tembaga itu mempunyai istilah tersendiri sesuai dengan prosentase daripada unsur-unsur paduan yang dikandungnya.
2.3.1. Paduan Tembaga
Kuningan adalah merupakan paduan tembaga yang paling banyak digunakan karena harganya yang tidak mahal, mudah dibentuk dan juga mudah untuk melakukan proses permesinan. Selain itu kuningan juga mempunyai ketahanan tinggi terhadap lingkungan yang korosif (Waterman, Norman A, 1991, p. 1105).
Properti dari kuningan sangat bervariasi. Kekuatan dan kekerasan bergantung pada paduan dan proses pengerjaan dingin. Walaupun kuningan memiliki ketahanan yang tinggi terhadap korosi, tetapi ada dua masalah yang harus diperhatikan. Pada paduan kuningan yang memiliki kandungan seng yang tinggi, maka paduan lain yang menyusun kuningan tersebut akan berkurang dengan bertambahnya kadar seng. Untuk menanggulangi hal tersebut, maka ditambahkan paduan lain, yaitu: antimony, fosfor atau arsenik dengan jumlah antara 0,02 sampai 0,05% pada paduan kuningan tersebut.
Kuningan dengan butiran yang kecil lebih ulet dibandingkan dengan kuningan yang memiliki butiran yang besar. Tetapi butiran yang besar ini memiliki permukaan yang lebih halus dan hanya memerlukan sedikit proses pemolesan. Campuran besi pada kuningan akan memperkecil butiran dan memudahkan untuk proses forging, tetapi sulit untuk proses permesinan.
Penambahan sedikit kadar silikon akan meningkatkan kekuatan, tetapi kalau dalam kadar yang terlalu tinggi akan mengakibatkan kegetasan, pengurangan kekuatan dan akan menyebabkan reaksi dengan oksigen. Penambahan nikel akan meningkatkan kekuatan dan ketangguhan dari kuningan (Waterman, Norman A, 1991, p. 1105).
Bahan baku utama untuk pengecoran kuningan ini adalah kuningan itu sendiri. Dimana kuningan ini dapat berupa :
¾ Rongsokan kuningan.
¾ Scrap atau sisa kuningan.
¾ Hasil kuningan yang ditolak (tidak memenuhi syarat quality control).
¾ Sisa pengecoran kuningan itu sendiri (misal: sistem salurannya)
Tabel 2.2 menjelaskan penomoran paduan tembaga berdasarkan standar UNS (Unified Numbering System). Didalam tabel tersebut, paduan tempa (wrought alloys) oleh UNS diberikan nomor dari C10000 sampai C79999, dan untuk paduan cor (casting alloys) diberikan nomor C80000 sampai C99999. penomoran paduan tembaga dapat dilihat pada tabel dibawah ini :
Tabel 2.2. Penomoran Paduan Tembaga
Generic name UNS No. Composition
Wrought alloys
Coppers C10100-C15760 >99% Cu
High-copper alloys C16200-C19600 >99% Cu
Brasses C20500-C28580 Cu-Zn
Leaded brasses C31200-C38590 Cu-Zn-Pb Tin brasses C40400-C49080 Cu-Zn-Sn-Pb Phosphor bronze C50100-C52400 Cu-Su-P Leaded phosphor bronze C53200-C54800 Cu-Sn-Pb-P Copper-phosphorus and copper-silver-phosphorus alloys C55180-C55284 Cu-P-Ag Aluminium bronzes C60600-C64400 Cu-Al-Ni-Fe-Si-Sn Silicon bronzes C64700-C66100 Cu-Ni-Zn Other copper-zinc alloys C66400-C69900 …
Copper-nickels C70000-C79900 Cu-Ni-Fe
Nickel silvers C73200-C79900 Cu-Ni-Zn
Cast alloys
Copper C80100-C81100 >99% Cu
High-copper alloys C81300-C82800 >94% Cu Red and leaded red brasses C83300-C85800 Cu-Zn-Sn-Pb (75-89%) Yellow and leaded yellow brasses C85200-C85800 Cu-Zn-Sn-Pb (57-74%) Manganese bronzes and leaded manganese bronzes C86100-C86800 Cu-Zn-Mn-Fe-Pb
Silicon bronzes, silicon brasses C87300-C87900 Cu-Zn-Si Tin bronzes and leaded tin bronzes C90200-C94500 Cu-Sn-Zn-Pb
Nickel-tin bronzes C94700-C94900 Cu-Ni-Sn-Zn-Pb Aluminium bronzes C95200-C95810 Cu-Al-Fe-Ni
Copper-nickels C96200-C96800 Cu-Ni-Fe
Nickel silvers C97300-C97800 Cu-Ni-Zn-Pb-Sn Leaded coppers C98300-C98800 Cu-Pb
Special alloys C99300-C99750 …
Sumber: J.R.Davis, Metal Handbook Desk Edition (2nd ed), 2003, p. 508
2.4. Aluminium
Aluminium adalah salah satu jenis logam non-ferrous yang sangat luas penggunaannya dalam bidang industri. Sifat-sifat penting yang menyebabkan dipilihnya aluminium adalah ringan, tahan korosi, penghantar panas dan listrik yang sangat baik (Jain, P.L, 1986, p. 189). Berat jenisnya hanya 2,7 mg/m³, sehingga walaupun kekuatannya rendah tapi strength to weight ratio-nya masih lebih tinggi daripada baja.
Aluminimum murni memiliki sifat mampu cor dan sifat mekanis yang jelek oleh karena itu digunakan paduan aluminium karena akan memperbaiki sifat
mekanis dengan menambah paduan seperti: Cu, Mg, Si, Zn dan sebagainya.
Aluminium paduan dapat digunakan untuk produk cor (casting product) atau produk tempa (wrought product). Biasanya untuk produk cor menggunakan lebih banyak aluminium paduan daripada produk tempa.
2.5. Pola
Pola yang dipergunakan untuk pembuatan cetakan benda coran dapat digolongkan menjadi pola logam dan pola kayu (termasuk pola plastik). Pola logam dipergunakan untuk menjaga ketelitian benda coran, terutama dalam masa produksi, sehingga unsur pola dapat lebih lama dan produktivitas tinggi.
Bahan dari pola logam dapat bermacam-macam sesuai dengan penggunaannya. Sebagai contoh logam tahan panas seperti : besi cor, baja cor dan paduan tembaga adalah cocok untuk pola pada pembuatan cetakan kulit, sedangkan paduan ringan, adalah mudah diolah dan pilih untuk pola yang dipergunakan pada massa produksi dimana cetakan dibuat dengan tangan.
Faktor penting untuk menetapkan macam pola adalah proses pembuatan cetakan dimana pola tersebut dipakai dan yang lebih penting lagi pertimbangan ekonomi yang sesuai dari jumlah dari biaya pembuatan cetakan dan biaya pembuatan pola.
Adapun persyaratan yang harus dipenuhi oleh bahan pembuat pola adalah sebagai berikut(Jain, P.L, 1986, p. 5):
1) Mudah dikerjakan, dibentuk, dan dirakit
2) Ringan baik pada saat operasi maupun saat pengangkutan 3) Kuat, keras, dan tahan lama
4) Tahan aus, abrasi, tahan korosi, dan tahan terhadap reaksi kimia
5) Dimensinya stabil dan tidak terpengaruh oleh temperatur dan kelembaban 6) Kemungkinan dapat diperbaiki lagi
7) Biaya pembuatannya murah
8) Memiliki kemampuan untuk menghasilkan permukaan akhir yang baik
2.5.1. Pola Kayu
Material ini paling sering digunakan sebagai pola, dan kayu yang biasanya digunakan adalah kayu jati, mahoni, atau cemara. Pola dari kayu ini mudah dibentuk, ringan, mudah didapat, serta harganya murah. Tetapi kelemahannya adalah sensitif terhadap kelembaban, sehingga menyebabkan kayu ini mudah menyusut dan melengkung. Selain itu kekuatannya rendah dan ketahanan terhadap aus juga rendah. Adakalanya untuk meningkatkan kekuatan pola, kayu dilapisi dengan logam tertentu, misalnya seng atau aluminium.
2.5.2. Pola Logam dan Paduan
Pola ini bersifat ekonomis jika kapasitas produksinya besar. Bahan pola biasanya aluminium paduan, besi tuang, baja, atau paduan tembaga. Tabel 2.3.
dibawah ini adalah perbandingan berbagai pola logam.
Tabel 2.3. Perbandingan Berbagai Pola Logam
Sumber: P.L. Jain, Principles of Foundry Technology (2nd ed), 1986, p. 9
2.5.3. Pola Resin Sintetis
Dari berbagai macam resin sintetis, hanya resin epoksi-lah yang banyak dipakai. Ia mempunyai sifat-sifat: penyusutan yang kecil pada waktu mengeras, tahan aus yang tinggi, memberikan pengaruh yang lebih baik dengan menambah pengencer, zat pemlastis atau zat penggemuk menurut penggunaannya.
Resin polistirena (polistirena berbusa) dipakai sebagai bahan untuk pola yang dibuang setelah dipakai dalam cara pembuatan cetakan yang lengkap. Pola dibuat dengan menambahkan zat pembuat busa pada polistirena untuk membuat berbutir, bentuk dan membuat busa. Berat jenisnya sangat kecil yaitu 0,02-0,04
dan resin ini mudah dikerjakan, tetapi tidak dapat menahan penggunaan yang berulang-ulang sebagai pola.
Resin epoksi dipakai untuk coran yang kecil-kecil dari satu massa produksi. Terutama sangat memudahkan bahwa rangkapnya dapat diperoleh dari pola kayu atau pola plester.
Ada beberapa macam pola berdasarkan kontruksinya (Jain, P.L, 1986, p. 37) yaitu:
1. Pola Single Loose (Pola Tunggal)
Merupakan pola dimana konstruksinya paling sederhana, digunakan untuk produksi terbatas dan untuk ukuran yang besar. Pola jenis ini tidak mempunyai saluran pengecoran, riser ataupun sprue.
2. Pola yang terpisah antara cope dan drag (Pola Belah)
Pola belah merupakan pola yang dibelah menjadi dua bagian, tepat pada bidang pemisah (parting line). Pola bagian bawah diletakkkan pada rangka cetak bawah (drag), sedangkan pola bagian atas diletakkan pada bagian atas rangka cetak (cope). Pola ini digunakan untuk meningkatkan kecepatan produksi, karena pola ini memungkinkan sekelompok orang membuat rongga cetak bagian cope, sementara sekelompok orang yang lain membuat rongga cetak bagian drag secara bersamaan. Pada saat akan di cor, letak pola bagian atas disesuaikan terlebih dahulu dengan pola bagian bawah guna mendapatkan rongga cetak yang sesuai dengan produk yang akan dibuat.
3. Pola Match-Plate
Adalah pola dimana bagian cope dan drag, terikat pada masing-masing sisi dari match-plate. Match-plate kemudian dipasang pada rangka cetak sehingga memungkinkan rongga cetak bagian atas dan bagian bawah dapat terpasang secara tepat dan presisi.
2.6. Inti (Core)
Core adalah bagian yang terbuat dari pasir atau logam yang dimasukkan
Karakteristik dari core adalah (Jain, P.L, 1986, p. 78):
1. Core harus keras dan memiliki kekuatan pada keadaan kering dan lembab.
tanpa keadaan diatas core tidak dapat dipakai dan tidak dapat bertahan terhadap logam cair.
2. Core harus memiliki permeabilitas yang baik supaya gas yang terdapat didalamnya dapat keluar secara mudah.
3. Core harus dapat bertahan pada temperatur logam cair yang tinggi.
4. Inti pasir seharusnya memproduksi gas yang minimum ketika bersentuhan dengan logam cair, sehingga sifat permeabilitas yang sangat tinggi tidak diperlukan dan kekuatan yang sangat baik diperlukan untuk core tersebut.
5. Pada waktu penyiapan core seharusnya core tersebut mudah dihancurkan sehingga setelah logam cair menjadi padat core dapat dihancurkan dengan mudah. Apabila core tidak dapat dihancurkan maka akan sangat sulit dikeluarkan dari cetakan.
2.7. Sistem Saluran
Sistem saluran adalah jalan masuk bagi cairan logam yang dituangkan kedalam rongga cetakan. Tiap bagian diberi nama, dari mulai cawan tuang (pouring cup) dimana logam cair dituangkan dari ladel, sampai saluran masuk (gate) kedalam rongga cetakan. Nama-nama itu adalah: pouring cup, sprue, runner, gate, core, dan core print yang dapat dilihat pada Gambar 2.3 dibawah ini.
Gambar 2.3. Sistem Saluran,
http://www.sfsa.org/tutorials/eng_block/GMBlock_12A.htm
Bagian-bagian dari sistem saluran:
1. Pouring cup adalah suatu cawan tuang yang menerima cairan logam langsung dari ladel, dan biasanya berbentuk corong atau cawan dengan saluran turun (sprue) dibawahnya. Cawan ini diharapkan besar dan ditempatkan cukup dekat dengan tepi kerangka cetak, agar proses penuangan dapat berlangsung dengan cepat. Pada saat penuangan berlangsung, cawan ini diharapkan selalu dipertahankan penuh, dengan tujuan agar logam cair masuk secara merata ke rongga cetakan dan menghindari terjadinya pembekuan terlebih dahulu pada gate.
2. Sprue adalah saluran turun pertama yang membawa cairan logam dari cawan tuang kedalam pengalir (runner) dan saluran masuk (gate). Bentuk sprue harus tirus ke bawah dengan tujuan untuk menghindari aspirasi gas dan kerusakan logam. Dasar sprue harus dibuat lebih besar dan lebih dalam daripada runner.
3. Runner adalah saluran yang membawa logam cair yang mengalir dari sprue menuju gate.
5. Core adalah suatu bentuk benda dari pasir yang dipasang pada rongga cetakan untuk mencegah pengisian logam cair pada bagian yang seharusnya berlubang atau berongga dalam suatu coran.
6. Core print adalah suatu bagian yang terdapat pada pola, yang berfungsi untuk mempertahankan kedudukan inti selama proses penuangan cairan logam dilakukan.
Syarat-syarat yang harus dimiliki oleh sistem saluran, antara lain (Jain, P.L, 1986, p. 123):
1. Logam cair harus dapat mengalir melalui saluran dengan turbulensi dan aspirasi gas yang seminimum mungkin, untuk menghindari terperangkapnya udara didalam logam cair yang dapat mengakibatkan kecacatan produk ketika logam cair membeku.
2. Sistem saluran harus mengusahakan agar logam cair dapat mengisi rongga cetakan dalam waktu sesingkat mungkin.
3. Sistem saluran harus di disain untuk meminimalkan kelebihan logam cair pada saluran dan riser.
4. Sistem saluran harus dapat mencegah erosi pada pasir cetak.
5. Gradien temperatur harus serendah mungkin serta memungkinkan solidifikasi searah ke arah riser.
6. Sistem saluran harus diusahakan agar solidifikasi logam cair dan penyusutan yang terbentuk tidak menimbulkan cacat pada produk cor.
Untuk dapat mencapai syarat-syarat diatas secara maksimal, maka perlu dilakukan pengontrolan pada temperatur tuang logam, penggunaan peralatan untuk penuangan, dan rancangan yang benar mengenai sprue, runner, gate, riser dan venting.
Riser adalah sistem saluran yang berfungsi untuk menampung kelebihan logam cair, sebagai cadangan bila terjadi penyusutan dan juga berfungsi sebagai pengumpan untuk menyuplai logam cair kepada produk cor. Bentuk riser ini berupa potongan lubang yang ada pada cope yang memperbolehkan cairan logam untuk naik, sehingga memudahkan bagi penuang untuk melihat apakah cairan logam sudah mengisi seluruh rongga cetakan. Riser juda memfasilitasi keluarnya gas, uap dan udara dari rongga cetakan.
Venting adalah suatu kegiatan untuk membuat lubang-lubang kecil pada cetakan agar sebagian gas dapat keluar dari rongga cetakan. Hal ini dilakukan dengan menggunakan vent wire yaitu selembar kawat dengan salah satu ujungnya sebagai penitik dan ujung lainnya sebagai pemegang. Dengan adanya venting pada cetakan pasir, maka cacat pada produk cor yang disebabkan oleh gas dan udara yang terperangkap dapat diminimalkan, cacat yang terjadi biasanya cacat porositas, blowhole dan pinhole.
2.8. Perhitungan Dimensi Sistem Saluran
Faktor-faktor yang mempengaruhi dalam proses pengecoran dan dimensi sistem saluran yang perlu diperhitungkan adalah sebagai berikut:
1) Menentukan berat produk cor (W).
2) Menentukan laju penuangan logam cair.
Laju penuangan dengan notasi R dapat dirumuskan sebagai berikut:
W b
R= (2-1)
Harga dari b tergantung dari tebal dinding seperti terlihat pada tabel 2.4.
dibawah ini:
Tabel 2.4. Nilai b Tebal dinding Nilai b Dibawah 6 mm 0,99
6-12 mm 0,84
Diatas 12 mm 0,47
3) Menghitung laju penuangan yang di-adjust Ra dari fluiditas logam dan efek gesekan sistem saluran (faktor c). Faktor c memiliki nilai 0,85-0,9 untuk sprue tirus dan 0,7-0,75 untuk sprue lurus. Nilai Ra tersebut dapat dihitung dengan
c k Ra R
= . (2-2)
4) Menentukan tinggi sprue efektif berdasarkan penempatan pola dalam cetakan, yang dapat dirumuskan sebagai berikut:
c h a
H 2.
2
−
= (2-3)
Dimana h adalah tinggi sprue, c adalah tinggi total rongga cetakan dan a adalah tinggi rongga cetakan pada kerangka atas (cope).
5) Menghitung luas dasar sprue As, dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:
H g d As Ra
. . 2
= (2-4)
Dimana d adalah density dari logam yang digunakan.
6) Menghitung luas runner dan gate dengan menggunakan gating ratio yang artinya perbandingan luas antara sprue, runner, dan gate. Gating ratio (Rao, P N, 1987, p. 150) yang dapat digunakan adalah 1:1:1 ; 1:1:3 dan 1,6:1,3:1.
7) Menghitung riser dengan menggunakan metode Chvorinov’s yang menyatakan bahwa volume benda dibagi dengan luas permukaan benda dibandingkan dengan volume riser dibagi dengan luas permukaan riser.
Dimana dalam hal ini perbandingan casting modulus ⎟
⎠
⎜ ⎞
⎝
⎛ A
V riser harus lebih
besar 10-15 % dari perbandingan casting modulus ⎟
⎠
⎜ ⎞
⎝
⎛ A
V benda yang akan
dibuat. Sehingga diameter riser dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:
benda A
riser V A
V ⎟
⎠
⎜ ⎞
⎝
= ⎛
⎟⎠
⎜ ⎞
⎝
⎛ 115% (2-5)
2.9. Pompa Air
Pompa adalah suatu alat yang digunakan untuk menghisap fluida dari permukaan yang rendah ke permukaan yang lebih tinggi atau memindahkan cairan dari tempat yang bertekanan rendah ke tempat yang bertekanan yang lebih tinggi.
Pompa didalam kerjanya akan mentransfer energi mekanis dari suatu sumber energi luar ke fluida yang mengalir melaluinya.
Pompa air Ajax adalah pompa yang digunakan untuk memompa fluida yang bertujuan untuk mensirkulasikan air laut sebagai media pendingin radiator kapal laut. Pompa air Ajax digerakkan oleh sebuah motor sehingga akan memutar impeller beserta sudu didalam pompa air.
Bagian–bagian pompa air Ajax antara lain rumah pompa, penutup pompa dan impeller. Setiap bagian pompa air memiliki fungsi dan karakteristik tersendiri.
Impeller terdiri dari dua piringan dimana diantara kedua piringan terdapat sudu- sudu. Dengan adanya putaran impeller yang tinggi untuk menghisap fluida maka pada impeller akan mengalami gesekan serta tekanan dari fluida. Oleh sebab itu impeller pompa air harus memiliki kekuatan, sifat tahan aus dan tahan abrasive.
